This study deals with the comparison of impurity behaviour in pellet and gas fuelled JET-ITER like wall pulses with the aim of finding the mechanisms leading to the generally observed higher concentration of tungsten in pellet fuelled plasmas. In fact, tungsten is the main high-Z impurity in the JET-ILW plasmas and is responsible for most of the radiative losses in the plasma core. Analysis of the experimental data pertaining to pulses at different plasma currents, different input power and different electron densities is integrated by numerical modelling with the self-consistent fluid transport code COREDIV. Experimentally, and numerically, the ratio between the radiated power in the divertor and the total one—which results to be an increasing function of the ratio of the electron density at the strike point to the volume average one—is found to be a critical parameter determining impurity accumulation. The higher this value the lower the impurity density in the plasma core. Together with a little higher core impurity residence time, the numerical modelling indicates that the modest divertor screening for the pellet fuelled pulses at low electron flow—characterized by low electron density at the strike point and low perpendicular transport in the SOL—leads to divertor impurity leakage and higher impurity fluxes through the separatrix, in agreement with theory.
本研究は、ペレット入射およびガス入射によるJET-ITER型壁パルスにおける不純物挙動の比較を扱い、ペレット入射プラズマにおいて一般的に観測されるタングステン濃度の上昇をもたらすメカニズムの解明を目的とする。実際、タングステンはJET-ILWプラズマにおける主要な高Z不純物であり、プラズマコアにおける放射損失の大部分を担っている。異なるプラズマ電流、異なる入力電力、異なる電子密度におけるパルスに関する実験データの解析は、自己無撞着流体輸送コードCOREDIVによる数値モデリングと統合される。実験的にも数値的にも、ダイバータにおける放射損失と全放射損失の比—これはストライク点における電子密度と体積平均電子密度の比の増加関数となる—が、不純物蓄積を決定する重要なパラメータであることが見出された。この値が高いほど、プラズマコアにおける不純物密度は低くなる。コアにおける不純物閉じ込め時間がわずかに長いことと相まって、数値モデリングは、低い電子流束—低いストライク点電子密度と低いSOLにおける垂直輸送によって特徴づけられる—を伴うペレット入射パルスにおけるダイバータ遮蔽能の低下が、ダイバータ不純物漏洩とセパラトリックスを通過する高い不純物束をもたらすことを示しており、これは理論と一致する。